남극 구름 속 극초미세먼지 규명…"펭귄 배설물도 먼지 증가시켜"

극지연구소

펭귄의 배설물도 남극 극초미세먼지 증가에 일조하는 것으로 나타났다. 게티이미지뱅크 제공

국내 연구진이 남극의 극초미세먼지가 어디에서 흘러와 어떻게 구름이 됐는지 규명했다.

극지연구소는 남극에서 구름이 형성되는 과정을 실시간 관측하는 데 최초로 성공해 국제 학술지 '대기화학과 물리학' 11월 호에 발표했다고 15일 밝혔다. 

극초미세먼지는 대기 중에 존재하는 직경 1마이크로미터(μm) 미만 크기의 먼지를 말한다. 서로 뭉쳐서 수분을 흡수하면 구름 응결핵으로 성장할 수 있다. 이러한 성질로 인해 극초미세먼지가 구름 생성 과정에도 기여한다고 추정했으나 극지방에서 이 가설이 입증된 실제 증거는 지금까지 없었다. 

극지연구소 윤영준 대기연구본부 책임연구원, 박지연 선임연구원은 아일랜드 골웨이대 연구팀과 함께 2018년 남극 세종과학기지에서 약 1년 간 극초미세먼지와 구름 응결핵의 크기, 농도 등 두 변수를 동시에 실시간으로 관측했다. 

연구팀은 극초미세먼지가 생성된 지 약 8시간 후에 구름응결핵의 농도가 최대 2.7배까지 증가하는 것을 확인했다. 두 성분의 농도 변화를 시간에 따라 추적·비교한 결과, 극초미세먼지가 구름응결핵 증가의 직접적인 원인임을 밝혀냈다. 

극초미세먼지의 기원도 확인됐다. 주로 바다와 바다얼음에서 배출된 전구물질로, 일사량이 높은 여름철에 집중적으로 나타났다. 전구물질은 어떤 화합물을 형성하는 데 필요한 재료가 되는 물질로, 이 경우 디메틸황이나 아이오딘처럼 특정 조건에 반응해 극초미세먼지를 생성하는 가스 형태의 물질이다. 

펭귄의 배설물도 극초미세먼지 생성에 기여한 것으로 나타났다. 펭귄의 배설물 등에서 배출되는 전구물질이 펭귄마을을 지나는 바람에 의해 극초미세먼지의 생성을 크게 증가시켰다. 

박 선임연구원은 "남극의 구름은 햇빛을 반사해 온도를 낮출 수 있기 때문에 전지구적인 기후변화에도 중요한 역할을 할 수 있다"며 "향후 극초미세먼지가 기후변화에 미치는 영향을 파악하는데도 이번 연구결과가 큰 도움을 줄 것"이라고 전했다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]